TC4表面精整车削三维仿真与验证

为了分析无心车床精整车削钛合金线材过程中切削速度、进给速度、切削深度对切屑形貌、切削力和残余应力的影响,使用仿真模拟软件ABAQUS建立基于无心车床的三维有限元精整车削模型,并且通过试验设计与仿真结果进行对比分析。车削钛合金的过程中,高转速会形成较短的C形屑,有利于切屑的分离与断裂。由于主轴转速的增加,工件与刀具之间摩擦力降低,切削力随着主轴转速的增加而减小。由于进给速度增加,每转进给量随之增加,工件去除量增加,随着进给速度的增加切削力也随之增加。由于切削深度增加,切削去除量不断增加,因此切削力随切削深度的增大而增大。车削钛合金的过程中需要提高转速来降低切削力,有利于切削过程。同时进给速度较小时,易于生成C形屑,有利于车削过程。     

基于机床转角的叶轮流道加工刀轴控制方法

针对长短叶片形式叶轮流道非正交四轴加工刀轴难控制的问题,提出了一种基于线性插值的机床转角的刀轴控制方法。首先根据非正交四轴机床后置处理关系,推导机床转角与平动坐标的数学映射关系;然后在整个流道上对经过清根刀位数据后置处理后的机床转角进行线性插值,并对机床转角进行碰撞检测及修正,从而得到流道加工无干涉机床转角;进而利用映射关系实现机床平动坐标的求解。仿真实验表明,该方法能够保证刀位文件的几何信息准确,实现叶轮流道的精确加工。     

基于ANSYS-Workbench的谐波减速器柔轮结构优化分析

柔轮是谐波减速器的核心部件,也是最容易失效的部分,其工作寿命决定了谐波减速器的寿命。针对柔轮结构设计中高寿命、高承载能力的要求,以柔轮中筒长、壁厚等关键结构参数为研究对象,建立柔轮受力数学模型,分析单因素对柔轮应力应变的影响规律。基于Design Exploration响应面子模块探究不同因素的搭配对柔轮应力应变的影响及补偿规律,利用CFTOOL函数拟合得到柔轮应力的回归曲线。分析结果表明:单因素筒长对柔轮应力影响最大,通过减小径向变形量补偿增大齿圈宽度对柔轮应力的影响,增大齿圈宽度可补偿增大筒长对柔轮应力的影响。柔轮结构设计最佳参数组合为壁厚0.45 mm、筒长50~60 mm、齿圈宽度12~13 mm,该柔轮等效应力比最大应力降低18.5%,满足设计要求。     

响应面法优化紫苏饼粕残油的提取条件

以紫苏饼粕为原料,对紫苏饼粕残油的有机溶剂浸提法提取工艺进行了研究。采用单因素试验方法,对其提取溶剂、颗粒度、液固比、提取温度、提取时间和提取次数进行筛选,并采用Box-Benhnken中心组合设计和响应面法对其最佳提取工艺进行优化。结果表明,紫苏饼粕残油的最佳提取工艺条件为:原料颗粒度为60目,提取溶剂为石油醚(60~90℃),液固比为6∶1,提取温度为66.7℃,提取时间为4.6 h,提取次数为2次,提取率可达11.38%。     

酶辅助火麻蛋白提取工艺的研究

以火麻脱脂粕为原料,对酶法辅助蛋白提取工艺进行研究。采用单因素试验方法,对酶的种类、酶的添加量、提取温度、原料粒径、液料比和提取时间进行了筛选,并采用正交试验优化提取工艺。结果表明:酶法辅助火麻蛋白的最佳提取工艺条件为原料粒径180μm、中性蛋白酶添加量1.0%、提取温度50℃、液料比6∶1(mL/g)、提取时间1.5 h、提取次数2次,提取率可达41.6%±0.8%,蛋白质含量为75.9%±0.8%。     

磁铁间距对双稳态压电悬臂梁俘能器输出特性的影响研究

建立了双稳态压电悬臂梁俘能器的机电耦合动力学方程,基于磁偶极子模型进行了 2 个磁铁间磁力的计算,根据静态平衡点分析得到了系统发生双稳态运动时的磁铁间距范围。数值仿真分析了环境激励源振动频率发生变化时磁铁间距变化对系统平均输出功率的影响规律,设计制作了磁铁间距可调的双稳态压电悬臂梁俘能装置,并进行了环境激励频率变化条件下的压电悬臂梁振动能量捕获实验。实验结果与仿真分析具有较好的一致性,为提高双稳态压电悬臂梁俘能器的发电性能提供了一种有效途径。     

基于LuGre摩擦模型的简支板的振动动态响应分析

三点铰接一点简支的矩形板在支撑边界处是存在非线性摩擦力的,干摩擦阻尼力耗散系统一部分能量,减小板的振动响应。为了分析非线性系统在边界支撑处干摩擦阻尼对系统的振动振幅的影响,建立板在激振力的作用下弯曲变形的非线性动力学模型以及板边界处干摩擦阻尼的摩擦模型,借助于Galerkin法将系统转化非线性常微分方程,通过辨识不同的摩擦参数,数值仿真分析不同情况下板的横向振动的振幅变化。     

双转台五轴立式机床专用后置处理算法

通过分析WABECOH双转台五轴立式数控机床各轴的运动关系,建立各轴运动关系的数学模型,并开展机床运动学求解,给出了该五轴机床后置处理的转动角度和坐标变换计算公式。根据转动角度和坐标变换的计算公式,利用C++语言开发了WABECOH五轴数控机床专用后置处理程序,基于所提后置处理方法进行了叶轮类复杂零件的加工仿真与实验验证。结果表明,所开发的专用后置处理软件生成的数控代码可以满足该机床五轴联动的要求,较好地解决了该类机床的后置处理问题。     

叶轮流道非正交四轴加工的刀轴控制方法

针对自由曲面叶轮流道非正交四轴加工,提出了一种在刀轴约束面上旋转插值的刀轴控制方法。通过分析刀轴约束条件,在工件坐标系下建立满足约束条件的单位圆锥面。采用清根切触点处初始刀轴的计算方法求解清根轨迹上每一个切触点处无干涉的刀轴矢量。按照清根切触点序列依次计算流道两侧对应清根刀轴在单位圆锥面上确定的扇形曲面区域,并在该区域等角度旋转插值清根刀轴,从而获得流道加工的刀轴矢量,最后建立机床运动学约束条件并对其进行光顺处理。结果表明,该方法能够准确有效地计算叶轮流道非正交四轴加工光滑且无干涉的刀轴矢量。